單元四汽油機燃料供給系統(tǒng)

1、單元四 汽油機燃料供給系統(tǒng),教學(xué)目標(biāo)1.熟悉汽油機燃料供給系統(tǒng)的功用2.熟悉可燃混合氣濃度的表示方法及各種不同工況對混合氣濃度的要求3.熟悉汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型4.掌握空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的功用、工作過程、各主要部件的結(jié)構(gòu)及原理,汽油機燃料供給系統(tǒng),功能： 根據(jù)發(fā)動機各種工況的不同要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供往氣缸，并在做功行程完成后，將燃燒廢氣排出氣缸。類型：化油器式燃料供給

2、系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格便宜，但燃料分配不均勻，混合氣濃度控制質(zhì)量差，難以實施反饋控制以及排氣污染嚴(yán)重等。電控燃油噴射式燃料供給系統(tǒng)：由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。,一、可燃混合氣濃度對發(fā)動機性能的影響一）可燃混合氣濃度表示方法 可燃混合氣濃度：可燃混合氣中燃油占混合氣的比例。通常用過量空氣系數(shù)或空燃比來表示。1.過量空氣系數(shù)（?） ：當(dāng)α=1-理論或標(biāo)準(zhǔn)混合氣；當(dāng)α1-稀混合氣。2.空燃比（A/F

3、）： 1kg汽油理論上完全燃燒時所需的空氣為14.7kg 。當(dāng)Ａ/F=14.7-理論或標(biāo)準(zhǔn)混合氣；當(dāng)A/F14.7-稀混合氣。,4.1 概述,,,4.1 概述,二）可燃混合氣濃度對汽油機工作的影響? ＝0.85～0.95——功率混合氣。? =1.05～1.15——經(jīng)濟混合氣。?＜0.85～0.95——過濃混合氣。?＞1.05～1.15——過稀混合氣。?＝0.4～0.5——火焰?zhèn)鞑ド舷蕖??＝1.3～1.4——火焰?zhèn)?/p>

4、播下限。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求 發(fā)動機工況是發(fā)動機工作狀況的簡稱，包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速的高低和負荷的大小。根據(jù)其運行特點，分冷啟動、怠速、小負荷、中等負荷、大負荷和全負荷、加速和暖機7種工況。1.冷啟動工況冷啟動：發(fā)動機由靜止到正常運轉(zhuǎn)的過程，或當(dāng)熄火時間較長、發(fā)動機溫度已下降至環(huán)境溫度時的啟動過程稱為冷啟動。冷起動時：α=0.2～0.6 極濃混合氣原因：轉(zhuǎn)速低，不利于燃油霧化；溫度低，蒸發(fā)困難

5、。目的是保證進入汽缸內(nèi)的混合氣中有足夠的燃油蒸汽。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求2.怠速工況怠速：發(fā)動機對外無動力輸出，做功行程產(chǎn)生的動力只用來克服發(fā)動機的內(nèi)部阻力，維持發(fā)動機以最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。汽油機怠速轉(zhuǎn)速一般為700～900r/min。怠速時：α=0.6～0.8 濃混合氣原因：在怠速工況下，節(jié)氣門開度最小，進入氣缸內(nèi)的混合氣很少，氣缸內(nèi)殘余廢氣對混合氣稀釋嚴(yán)重；而且轉(zhuǎn)速低，空氣流速小，汽油霧化

6、和蒸發(fā)不良，混合氣形成不均勻。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求3.小負荷工況：負荷在25%以下。小負荷時：α=0.7～0.9 較濃混合氣原因：由于小負荷工況時，節(jié)氣門略開，混合氣的數(shù)量和品質(zhì)比怠速工況時有所提高，廢氣對混合氣的稀釋作用也相對減弱，所以混合氣濃度可以略為減小。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求4.中等負荷工況：負荷在25%～85%之間。中等負荷時： α=1.05～1.1

7、5 較稀混合氣 原因：由于節(jié)氣門開度較大，汽缸的混合氣數(shù)量增多，燃燒條件較好。此外，發(fā)動機大部分的時間處在中等負荷工況下工作，為提高其經(jīng)濟性，應(yīng)供給較稀的經(jīng)濟混合氣。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求5.大負荷工況和全負荷工況大負荷工況：負荷在85%- 100%之間。全負荷工況：負荷為100％。大負荷和全負荷時： α=0.85～0.95 功率混合氣原因：為了克服較大的外部阻力，要求發(fā)動機發(fā)出盡可能大的功率

8、。因此，應(yīng)供給質(zhì)濃量多的混合氣。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求6.加速工況 加速是指發(fā)動機負荷增加的過程。急加速時，油門迅速開大，要求發(fā)動機的動力迅速提高；但在急加速瞬間，由于汽油的慣性比空氣慣性大，汽油流量的增加比空氣流量的增加要慢，使混合氣暫時過稀，容易引起發(fā)動機的動力下降甚至熄火。因此，在急加速時，必須采用專門的裝置額外供油，加濃混合氣，以滿足發(fā)動機急加速的要求。,4.1 概述,三）發(fā)動機各種工況對混

9、合氣濃度的要求7.暖機工況暖機一般是指發(fā)動機冷啟動后，發(fā)動機的溫度逐漸升高到正常工作溫度的過程。在暖機過程中，混合氣的濃度應(yīng)隨溫度升高而減小，從啟動時的極濃減小到穩(wěn)定怠速運轉(zhuǎn)所要求的濃度為止。結(jié)論：通過以上分析，車用汽油機在小負荷和中等負荷工況運轉(zhuǎn)時，要求燃料供給系統(tǒng)能隨著負荷的增加，供給由濃逐漸變稀的混合氣。當(dāng)進入大負荷直到全負荷工況運轉(zhuǎn)時，又要求混合氣由稀變濃，最后加濃到保證發(fā)動機發(fā)出最大功率。,4.1 概述,二、汽油機電控

10、燃油噴射系統(tǒng)的類型 1.按噴射裝置的控制方式：機械控制式（K型）、機電混合控制式（KE型）及電子控制式（EFI型）。,4.1 概述,二、汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型2.按噴射方式：連續(xù)噴射方式和間歇噴射方式（1）連續(xù)噴射：噴油量多少只取決于燃油分配器中燃油計量槽的開度或進出油口間的壓力差。多用于K型及KE型噴射系統(tǒng)。（2）間歇噴射：噴油量取決于噴油器開啟時間的長短。按各缸噴油器的噴射順序：同時噴射、分組噴射和順序噴射。,4.

11、1 概述,二、汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型3.按對進氣量的計量方式： D型和L型D型： “D”是德語“壓力”的第一個字母。L型： “L”是德語“空氣”的第一個字母。D型和L型噴射系統(tǒng)的基本工作原理 L型又可分為質(zhì)量流量測量方式和體積流量測量方式兩種。,4.1 概述,二、汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型4.按噴射位置：缸內(nèi)直接噴射和進氣管噴射（1）缸內(nèi)直接噴射它是將噴油器安裝在汽缸蓋上，把燃油直接噴入汽缸內(nèi)，配

12、合汽缸內(nèi)的氣體流動形成可燃混合氣。容易實現(xiàn)分層燃燒和稀混合氣燃燒。1—噴油器 2—節(jié)氣門體,4.1 概述,二、汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型（2）進氣管噴射按噴油器的數(shù)量：多點噴射系統(tǒng)和單點噴射系統(tǒng)。 ① 多點噴射系統(tǒng):每一個氣缸有一個噴油器,多點噴射系統(tǒng)1—進氣管 2—節(jié)氣門 3—噴油器,4.1 概述,二、汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型② 單點噴射系統(tǒng):幾個缸共用一個噴油器(節(jié)氣門體噴射或中央噴射系統(tǒng)。,

13、單點噴射系統(tǒng) 1—進氣歧管 2—噴油器 3—節(jié)氣門,4.1 概述,二、汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型5.按有無反饋信號：開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng) （1）開環(huán)控制系統(tǒng)（無氧傳感器）將通過實驗確定的發(fā)動機各工況的最佳供油參數(shù)預(yù)先存入ECU，在發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)系統(tǒng)中各傳感器的輸入信號，判斷自身所處的運行工況，并計算出最佳噴油量，通過對噴油器噴射持續(xù)時間的控制來控制混合氣的濃度。 （2）閉環(huán)控制系統(tǒng)（有氧傳感器）在閉環(huán)控制

14、系統(tǒng)中，發(fā)動機排氣管上加裝了氧傳感器，根據(jù)排氣中含氧量的變化，判斷實際進入汽缸的混合氣空燃比，再通過ECU與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進行比較，并根據(jù)誤差修正噴油器噴油量，使空燃比保持在設(shè)定的目標(biāo)值（A/F=14.7）附近。,4.2 空氣供給系統(tǒng),一、功用：根據(jù)發(fā)動機各工況不同的要求，將一定量的空氣經(jīng)過濾、計量后引入發(fā)動機汽缸，以控制發(fā)動機正常工作時的進氣量。二、組成及工作過程1.組成：包括空氣濾清器、節(jié)氣門體和進氣管等。此外，怠速控

15、制系統(tǒng)的怠速控制閥和控制系統(tǒng)的進氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進氣管絕對壓力傳感器或空氣流量計也安裝在空氣供給系統(tǒng)中。,4.2 空氣供給系統(tǒng),,1－空氣濾清器2－空氣流量計3－進氣軟管4－節(jié)氣門體5－進氣總管,2. L型噴射系統(tǒng)的工作過程,L型,4.2 空氣供給系統(tǒng),1－空氣濾清器2－穩(wěn)壓室3－節(jié)氣門體4－進氣控制閥5－進氣總管6－真空罐7－真空控制電磁閥8－真空氣室9－怠速控制閥,D型,3. D型噴射系統(tǒng)的工

16、作過程,4.2 空氣供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理一）節(jié)氣門體1.功用：節(jié)氣門體安裝在進氣管中，用以控制發(fā)動機正常運行工況下的進氣量。2.組成：由節(jié)氣門和怠速空氣道等組成。節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門軸上，來檢測節(jié)氣門的開度。,4.3 燃油供給系統(tǒng),一、功用 儲存并濾清汽油，并根據(jù)發(fā)動機各工況的要求，向發(fā)動機提供清潔的、壓力與進氣歧管氣壓相匹配的、數(shù)量經(jīng)精確計量的汽油。 二、組成及工作過程1.組成：

17、油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、燃油分配管、燃油壓力調(diào)節(jié)器、連接油管等。,,4.3 燃油供給系統(tǒng),2.工作過程,燃油供給系統(tǒng)的工作原理圖,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理一）油箱油箱用以存儲汽油，油箱的數(shù)目及容量隨車型不同而不同。一般油箱的儲備里程為300～600km。二）燃油濾清器,安裝在燃油泵之后的高壓油路中，其功用是濾除燃油中的雜質(zhì)和水分，防止燃油系統(tǒng)堵塞，減小機械磨損。采用紙質(zhì)濾心。一般汽車每行駛

18、20000～40000㎞或1～2年應(yīng)更換，安裝時應(yīng)注意方向（箭頭標(biāo)記），不能裝反。,燃油濾清器的結(jié)構(gòu)圖1—入口 2—出口 3—濾芯,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理三）電動燃油泵 1.功用：為電控燃油噴射系統(tǒng)提供具有一定壓力的燃油。2.類型：按安裝位置不同分：內(nèi)置式—安裝在油箱中，具有噪聲小、不易產(chǎn)生氣阻、不 易泄漏、安裝管路較簡單。外置式—串接在油箱外部的輸油管路中，優(yōu)點是容易布置

19、，安裝自由度大，但噪聲大，易產(chǎn)生氣阻。按其結(jié)構(gòu)不同：渦輪式、滾柱式、轉(zhuǎn)子式。,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理三）電動燃油泵3.渦輪式電動燃油泵 （1）結(jié)構(gòu)及原理：主要由油泵電動機、渦輪泵、出油閥、卸壓閥等組成。,4.3 燃油供給系統(tǒng),渦輪式電動燃油泵工作原理,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理三）電動燃油泵3.渦輪式電動燃油泵 （2）出油閥（單向閥）的功用：燃油泵不工作時，出

20、油閥關(guān)閉，使油管內(nèi)保持一定的殘余壓力，以便發(fā)動機啟動和防止產(chǎn)生氣阻。（3）卸壓閥（安全閥）的功用：卸壓閥安裝殼體一端，當(dāng)燃油泵出油口的燃油壓力達到0.4MPa時，卸壓閥開啟，使燃油泵內(nèi)的燃油流回油箱，以防止輸油壓力過高。（4）特點：泵油量大、泵油壓力較高、供油壓力穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)噪聲小、使用壽命長等。,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理三）電動燃油泵4.滾柱式電動燃油泵（1）結(jié)構(gòu)及原理：主要由油泵電動機、滾柱泵、

21、出油閥、卸壓閥等組成。,,,滾柱式電動燃油泵 1—卸壓閥 2—滾柱泵 3—油泵電動機 4—出油閥 5—進油口 6—出油口,工作原理圖1—泵殼體 2—滾柱 3—轉(zhuǎn)子軸 4—轉(zhuǎn)子,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理四）燃油分配管1.功用：燃油分配管安裝在發(fā)動機進氣歧管上部，其功用是固定噴油器和燃油壓力調(diào)節(jié)器，并將燃油分配到各缸噴油器。2.結(jié)構(gòu)：,1—卡簧 2—“O”形圈 3—與進氣

22、管相連 4—燃油壓力調(diào)節(jié)器5—噴油器 6—燃油分配管,4.3 燃油供給系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理五）燃油壓力調(diào)節(jié)器 1.功用：調(diào)節(jié)燃油分配管內(nèi)的燃油壓力，使之與進氣歧管內(nèi)的氣體壓力之差（噴油壓差）保持恒定（250～300kPa）。 2.結(jié)構(gòu)：主要由膜片、彈簧、回油閥等組成。 3.原理：,1—彈簧室 2—彈簧 3—膜片 4—燃油室5—回油閥 6—殼體 7—真空管接頭,4.4 控制系統(tǒng),一

23、、功用：根據(jù)發(fā)動機的運行工況和車輛運行狀況確定并執(zhí)行發(fā)動機的最佳控制方案（控制最佳空燃比），保證發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能在各種工況下都處于最佳的工作狀態(tài)。二、組成及工作過程：1.組成：由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行元件組成。 2.工作過程：,,控制系統(tǒng)的工作原理圖,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理1.空氣流量計：（1）功用：測量發(fā)動機的進氣量，將空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號送給ECU ，作為燃油噴射的主控信號

24、。用于L型EFI。（2）類型：根據(jù)測量原理不同：葉片式、卡門旋渦式和熱式。熱式空氣流量計按測量元件不同：熱線式和熱膜式。,4.4 控制系統(tǒng),1.空氣流量計：（3）熱線式空氣流量計的結(jié)構(gòu)及原理 結(jié)構(gòu)：主要由防護網(wǎng)、采樣管、熱線電阻、溫度補償電阻、控制電路等組成。,1—防護網(wǎng)2—采樣管 3—熱線電阻4—溫度補償電阻5—控制電路板6—線束插接器,,空氣流,4.4 控制系統(tǒng),1.空氣流量計：（3）熱線式空氣流量計的

25、結(jié)構(gòu)及原理檢測原理：利用惠斯通電橋電路原理自潔功能：發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過1500r/min，關(guān)閉點火開關(guān)使發(fā)動機熄火后，控制系統(tǒng)自動將熱線加熱到1000℃以上并保持約1s，以燒掉附在熱線電阻器上的粉塵。,RA－精密電阻RB－精密電阻RH－熱線電阻RK－溫度補償電阻A －控制電路,4.4 控制系統(tǒng),工作原理：熱線電阻RH以鉑絲制成，RH和溫度補償電阻RK均置于空氣通道中的采樣管內(nèi)，與RA、RB共同構(gòu)成惠斯通電橋電

26、路。 RH 、RK阻值均隨溫度變化。當(dāng)空氣流經(jīng)RH時，使熱線溫度發(fā)生變化，電阻值也發(fā)生變化，使電橋失去平衡，若要保持電橋平衡，控制電路調(diào)節(jié)橋壓改變流經(jīng)熱線電阻的電流，以保持其溫度（比進氣溫度高100℃）與阻值恒定，精密電阻RA兩端的電壓也相應(yīng)變化。即當(dāng)空氣流量發(fā)生變化時，流經(jīng)熱線的電流也隨之發(fā)生變化。將這種變化的信號輸入ECU，就可測得空氣流量(質(zhì)量流量測量方式）。,4.4 控制系統(tǒng),（3）熱膜式空氣流量計的結(jié)構(gòu)及原理結(jié)構(gòu)和原理與

27、熱線式空氣流量計基本相同。熱膜式空氣流量計是采用熱膜代替熱線，并將熱膜鍍在陶瓷片上，制造成本較低，而且由于測量元件不直接承受氣流的作用力，所以熱膜式空氣流量計的使用壽命較長。,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理2.進氣管絕對壓力傳感器：（1）功用：測量進氣管壓力，將壓力轉(zhuǎn)換成電信號送給ECU，作為燃油噴射的主控制信號。用于D型EFI。（2）類型：壓敏電阻式、電容式、膜盒式、表面彈性波式等，應(yīng)用最多的是壓敏電阻式和電容式。

28、（3）壓敏電阻式進氣管絕對壓力傳感器結(jié)構(gòu)：由硅片（其上有壓敏電阻）、IC放大電路和絕對真空室（絕對壓力為0）組成。進氣壓力傳感器用一根軟管與進氣管連接，將進氣管內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘査徒oECU 。,4.4 控制系統(tǒng),（3）壓敏電阻式進氣管絕對壓力傳感器工作原理：,原理：壓力變化，壓敏電阻阻值變化，使電橋電路輸出電壓也發(fā)生變化。由于輸出電壓很小，需經(jīng)IC放大電路放大后輸送給ECU。,4.4 控制系統(tǒng),（4）電容式進氣管絕對壓

29、力傳感器結(jié)構(gòu)：金屬制成的彈性膜片位于傳感器殼體內(nèi)腔，彈性膜片上、下兩個凹玻璃的表面也均有金屬涂層，這樣在彈性膜片與兩個金屬涂層之間形成兩個串聯(lián)的電容。,1—彈性膜片 2—凹玻璃 3—金屬涂層 4—輸出端子 5—空腔 6—濾網(wǎng) 7—殼體,4.4 控制系統(tǒng),（4）電容式進氣管絕對壓力傳感器工作原理：它利用電容效應(yīng)檢測進氣管絕對壓力。,壓力作用下，彈性膜片產(chǎn)生位移 ，彈性膜片與兩個金屬涂層之間的距離變化，使兩個電容

30、的電容量也變化，使總的電容量變化。將電容量的變化量經(jīng)過測量電路轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU （通過檢測電容量的變化來測量進氣管的絕對壓力）。,1—彈性膜片 2—凹玻璃 3—金屬涂層 4—輸出端子 5—空腔6—濾網(wǎng)7—殼體,,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理3.節(jié)氣門位置傳感器（1）功用： 檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，將節(jié)氣門的開度轉(zhuǎn)變成電壓信號送給ECU，作為燃油噴射和點火正時控制的修正信號。（2）類型

31、： 節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，由節(jié)氣門軸驅(qū)動，分電位計式、觸點式和綜合式3種類型。,4.4 控制系統(tǒng),3.節(jié)氣門位置傳感器（3）電位計式節(jié)氣門位置傳感器,利用滑動觸點在電阻體上的滑動來改變電阻值。當(dāng)節(jié)氣門開度不同時，電位計輸出電壓也不同，可知節(jié)氣門開度。全關(guān)時輸出電壓應(yīng)約為0.5V，隨節(jié)氣門增大，輸出電壓增強，全開時約為5V。,,輸入 輸出 搭鐵,4.4 控制系統(tǒng),3.節(jié)氣門位置傳感器（4）觸點式節(jié)氣門

32、位置傳感器,1—節(jié)氣門位置傳感器 2—怠速觸點 3—全開觸點 4—滑動觸點 5—節(jié)氣門軸,由滑動觸點和兩個固定觸點（怠速觸點和全開觸點）組成。節(jié)氣門全關(guān)時，滑動觸點與怠速觸點接觸；節(jié)氣門接近全開時，滑動觸點與全開觸點接觸；節(jié)氣門在中間位置時，滑動觸點與兩固定觸點均不接觸。ECU根據(jù)觸點閉合情況確定發(fā)動機怠速、中等負荷或全負荷工況。,4.4 控制系統(tǒng),3.節(jié)氣門位置傳感器（5）綜合式節(jié)氣門位置傳感器 由滑動觸點（一個為節(jié)

33、氣門開度位置觸點，一個為怠速位置觸點）、電阻器及外殼等組成。,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理4.進氣溫度傳感器（1）功用：給ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射和點火正時控制的修正信號。（2）安裝位置：在D型EFI中，安裝在空氣濾清器內(nèi)或進氣管內(nèi)，在L型EFI中，安裝在空氣流量計內(nèi)。采用熱式空氣流量計時有些也裝有進氣溫度傳感器。（3）結(jié)構(gòu)及工作原理：,E2,E1,THA,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理

34、5.冷卻液溫度傳感器（1）功用：給ECU提供發(fā)動機冷卻液溫度信號，作為燃油噴射和點火正時控制修正信號。（2 ）安裝位置：一般安裝在氣缸體上或水套出口處。（3）控制原理：與進氣溫度傳感器相同,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理6.凸輪軸/曲軸位置傳感器（1）凸輪軸位置傳感器的功用：給ECU提供曲軸轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號（第一缸壓縮上止點信號）。（2）曲軸位置傳感器：又稱轉(zhuǎn)速傳感器，其功用給ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)

35、角信號。（3）安裝位置：必須安裝在與曲軸或凸輪軸有精確傳動關(guān)系的位置處，如曲軸、飛輪、分電器或凸輪軸上。（4）類型：電磁式、霍爾式和光電式三種。,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理6.凸輪軸/曲軸位置傳感器（5）電磁感應(yīng)式凸輪軸/曲軸位置傳感器組成：由永久磁鐵、感應(yīng)線圈及信號齒盤等組成。凸齒與線圈不對中時，凸齒與線圈之間的空氣間隙大而磁場弱；凸齒與線圈對中時，凸齒與線圈之間的空氣間隙小而磁場強；控制原理：

36、,電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器1-永久磁鐵 2-插頭 3-發(fā)動機殼體 4-鐵心 5-感應(yīng)線圈 6-信號齒盤,4.4 控制系統(tǒng),（5）電磁感應(yīng)式凸輪軸/曲軸位置傳感器,1-永久磁鐵 2-插頭 3-發(fā)動機殼體 4-鐵心 5-感應(yīng)線圈 6-信號齒盤,信號齒盤由曲軸帶動旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸齒靠近和離開感應(yīng)線圈時，由于通過感應(yīng)線圈上的磁通大小發(fā)生變化，從而在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓與磁通的變化率成正比。轉(zhuǎn)速升高時線圈內(nèi)磁通的變化率增加，導(dǎo)致感應(yīng)電壓

37、幅值變高，周期變短。反之，轉(zhuǎn)速降低時線圈內(nèi)磁通的變化率減小，導(dǎo)致感應(yīng)電壓幅值變小，周期變長。在信號齒盤上缺2個齒，以識別第一缸上止點的位置。ECU根據(jù)交流電壓的變化頻率可判別發(fā)動機轉(zhuǎn)速和各缸工作位置。,,,,,,,,,,6.凸輪軸/曲軸位置傳感器（6）霍爾式曲軸位置傳感器霍爾效應(yīng):當(dāng)在半導(dǎo)體基片兩端通以控制電流I, 并在基片的垂直方向施加強度為B的磁場時, 在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢UH (稱為霍爾電動勢或霍爾電壓)，

38、該現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栯妷海?,RH為霍爾常數(shù)；I為控制電流；B為磁感應(yīng)強度；d為霍爾元件的厚度。,,4.4 控制系統(tǒng),4.4 控制系統(tǒng),（6）霍爾式曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)：觸發(fā)葉輪（觸發(fā)葉片及缺口）、霍爾元件、永久磁鐵等。,控制原理：發(fā)動機工作時，曲軸帶動觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)葉片進入永久磁鐵3和霍爾元件2之間的空氣隙時，磁場被葉片所旁路，霍爾元件不受磁場作用，不產(chǎn)生霍爾電壓。當(dāng)葉片離開空氣隙、缺口對著永久磁鐵3和霍爾元件時，霍爾

39、元件受磁場作用，產(chǎn)生霍爾電壓?；魻栐虚g歇產(chǎn)生的霍爾電壓，經(jīng)集成電路放大整形后，將信號送給ECU判別發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號。,4.4 控制系統(tǒng),6.凸輪軸/曲軸位置傳感器（7）光電式凸輪軸/曲軸位置傳感器組成：由信號盤、發(fā)光二極管、光敏晶體管等組成。工作原理：當(dāng)隙縫對準(zhǔn)發(fā)光二極管時，產(chǎn)生電壓信號送給ECU。當(dāng)隙縫轉(zhuǎn)過發(fā)光二極管時，不產(chǎn)生電壓信號。信號盤轉(zhuǎn)動一周，外側(cè)光敏晶體管導(dǎo)通和截止360次，該信號作為發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號

40、和曲軸轉(zhuǎn)角信號送給ECU；內(nèi)側(cè)光敏晶體管導(dǎo)通和截止6次，該信號作為各缸上止點信號送給ECU ，其中較寬的一個作為第一缸上止點的基準(zhǔn)信號。,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理7.車速傳感器：（1）功用：給ECU提供車速信號（SPD信號），用于巡航控制和限速斷油控制。也是自動變速器的主控制信號。（2)安裝位置：組合儀表內(nèi)或變速器輸出軸上。（3）類型：光電式和舌簧開關(guān)式。 光電式車速傳感器結(jié)構(gòu)原理與光電式凸輪軸/曲軸位置傳

41、感器基本相同。,4.4 控制系統(tǒng),三、傳感器的結(jié)構(gòu)及原理7.車速傳感器：（4）舌簧開關(guān)式車速傳感器 結(jié)構(gòu)：磁鐵、舌簧開關(guān)等。工作原理:車速表軟軸由安裝在變速器輸出軸上的齒輪驅(qū)動，車速表軟軸驅(qū)動磁鐵旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈相對固定的舌簧開關(guān)，磁鐵的極性變換4次，從而使開關(guān)觸點閉合或斷開，ECU根據(jù)觸點開閉的頻率即可確定車速。,1—組合儀表計算機 2—舌簧開關(guān) 3—ECU,ECU給車速傳感器提供12V標(biāo)準(zhǔn)電壓并進行監(jiān)控，舌簧開關(guān)控制搭

42、鐵，當(dāng)舌簧開關(guān)閉合使電路接通時，傳感器便產(chǎn)生一個脈沖信號輸送給ECU。,4.4 控制系統(tǒng),四、執(zhí)行元件—噴油器1.功用：根據(jù)ECU的指令，控制燃油噴射量。2.安裝位置：單點—在節(jié)氣門體空氣入口處；多點—各進氣歧管或進氣道附近的缸蓋上。 3.類型：按噴油器結(jié)構(gòu)的不同：軸針式、球閥式及片閥式。按燃料送入位置的不同：上部進油式和下部進油式。按電磁線圈阻值的不同：高阻式（13～18?）和低阻式（2～5?）。,4.4 控制

43、系統(tǒng),四、執(zhí)行元件—噴油器4.結(jié)構(gòu)：由濾網(wǎng)、線束連接器、電磁線圈、回位彈簧、銜鐵、針閥等組成。5.工作原理：,當(dāng)噴油器不噴油時，回位彈簧通過銜鐵使針閥緊壓在閥座上，防止滴油。當(dāng)電磁線圈通電時，產(chǎn)生電磁吸力，壓縮回位彈簧，吸起銜鐵并帶動針閥離開閥座，燃油從噴孔中噴出。當(dāng)電磁線圈斷電時，電磁吸力消失，回位彈簧使針閥迅速關(guān)閉，噴油器停止噴油。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),一、怠速控制系統(tǒng)1.功能：根據(jù)發(fā)動機的工作溫度和負荷，由E

44、CU自動控制怠速工況下的進氣量，以維持發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。2.怠速控制的方式：（1）節(jié)氣門直動式：通過執(zhí)行元件改變節(jié)氣門的最小開度來控制怠速工況下的進氣量。 （2）旁通空氣式：通過執(zhí)行元件改變怠速旁通空氣道的流通截面來控制怠速工況下的進氣量。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),3.節(jié)氣門直動式怠速控制（1）結(jié)構(gòu)：由直流電動機、減速齒輪機構(gòu)、絲杠機構(gòu)、傳動軸等組成。,1—節(jié)氣門操縱臂 2—怠速控制器 3—節(jié)氣門體 4—噴

45、油器 5—燃油壓力調(diào)節(jié)器 6—節(jié)氣門 7—防轉(zhuǎn)六角孔 8—彈簧 9—直流電動機 10、11、13—齒輪 12—傳動軸 14—絲杠,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),3.節(jié)氣門直動式怠速控制（2）控制原理：直流電動機可正轉(zhuǎn)也可反轉(zhuǎn)，當(dāng)直流電動機通電轉(zhuǎn)動時，經(jīng)減速齒輪機構(gòu)減速增扭后，由絲杠機構(gòu)將其旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為傳動軸的直線運動。傳動軸頂靠在節(jié)氣門最小開度限制器上。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各種傳感器信號，控制直流電

46、動機的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動量，改變節(jié)氣門最小開度限制器的位置，從而控制節(jié)氣門的最小開度，實現(xiàn)對怠速工況下進氣量的控制。,1—節(jié)氣門操縱臂 2—怠速控制器 3—節(jié)氣門體 6—節(jié)氣門8—彈簧 9—直流電動機 10、11、13—齒輪 12—傳動軸 14—絲杠,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),4.旁通空氣式怠速控制（1）步進電機型怠速控制閥 步進電機型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)原理,1—控制閥 2—前軸承 3—后軸承

47、4—密封圈 5—絲杠機構(gòu) 6—線束插接器 7—定子 8—轉(zhuǎn)子,步進電動機由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，絲杠機構(gòu)將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殚y桿的直線運動?？刂崎y與閥桿制成一體，控制閥伸入到怠速空氣道內(nèi)的閥座處。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各種傳感器信號，控制步進電動機的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動量，以調(diào)節(jié)控制閥與閥座之間的間隙，改變怠速空氣道的流通截面，實現(xiàn)對怠速工況下進氣量的控制。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),4.旁通空氣式怠速控制（1）步進電機型

48、怠速控制閥 步進電機的結(jié)構(gòu)及原理 結(jié)構(gòu)：主要由用永久磁鐵制成有16個磁極的轉(zhuǎn)子和兩個定子鐵芯組成。每個定子都由2個帶16個爪極的鐵芯交錯裝配在一起，其上分別繞有1相和3相、2相和4相兩組線圈。,1、2—線圈 3—爪極 4、6—定子 5—轉(zhuǎn)子,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),控制原理：當(dāng)ECU控制使步進電動機線圈按1－2－3－4順序通電時，定子磁場順時針轉(zhuǎn)動，由于它與轉(zhuǎn)子磁場間具有相互作用，使轉(zhuǎn)子隨定子磁場同步轉(zhuǎn)動。同理

49、，當(dāng)步進電動機線圈按相反順序通電時，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場同步反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一步與定子錯開一個爪極的位置，由于定子有32個爪極（上、下兩個鐵芯各16個），所以步進電動機每轉(zhuǎn)一步為1/32圈（步距角為11. ２５°）。從一次通電到另一次通電稱為一拍，每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),4.旁通空氣式怠速控制（2）旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥結(jié)構(gòu)：,1—控制閥 2—雙金屬片 3—冷卻液腔 4—閥體

50、 5、7—線圈 6—永久磁鐵8—閥軸 9—怠速空氣口 10—固定銷 11—擋塊 12—閥軸限位桿,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),4.旁通空氣式怠速控制（2）旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥原理： 改變兩個線圈產(chǎn)生的磁場強度，兩線圈產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵形成的磁場相互作用，即可改變怠速控制閥的位置。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),4.旁通空氣式怠速控制（3）占空比控制電磁閥型怠速控制閥結(jié)構(gòu)：,1、5—彈簧 2

51、—線圈 3—閥桿 4—控制閥,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),4.旁通空氣式怠速控制（3）占空比控制電磁閥型怠速控制閥原理：控制閥的開度取決于線圈產(chǎn)生的電磁力大小，與旋轉(zhuǎn)閥型怠速控制閥相同，ECU是通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制電場強度，以調(diào)節(jié)控制閥的開度，從而實現(xiàn)怠速空氣量的控制。,二、進氣控制系統(tǒng)1.動力閥控制系統(tǒng)（1）功用：根據(jù)發(fā)動機不同的負荷，改變進氣流量去改善發(fā)動機的動力性能。（2）結(jié)構(gòu)及原理,4.5

52、 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),1—真空罐 2—真空電磁閥 3—ECU 4—膜片真空氣室 5—動力閥,二、進氣控制系統(tǒng)2.諧波進氣增壓控制系統(tǒng) （1）功能：根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，改變進氣管內(nèi)壓力波的傳播距離，以提高充氣效率，改善發(fā)動機性能。 （2）組成：,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),1—進氣控制閥 2—真空驅(qū)動器 3—真空電磁閥 4—ECU5—轉(zhuǎn)速信號 6—真空罐 7—節(jié)氣門,4.5 電控汽油機輔助

53、控制系統(tǒng),二、進氣控制系統(tǒng)2.諧波進氣增壓控制系統(tǒng) （3）工作原理：,1—噴油器 2—進氣道 3—空氣濾清器4—進氣室 5—渦流控制氣門　6—進氣控制閥 7—節(jié)氣門 8—真空驅(qū)動器,當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，同一汽缸的進氣門關(guān)閉與開啟間隔的時間較長，此時進氣控制閥關(guān)閉，使進氣管內(nèi)壓力波的傳遞距離為進氣門到空氣濾清器的距離，這一距離較長，壓力波反射回到進氣門附近所需時間也較長；當(dāng)發(fā)動機處于高速運轉(zhuǎn)時，此時進氣控制閥開啟，由于大

54、容量進氣室的影響，使進氣管內(nèi)壓力波傳遞距離縮短為進氣門到進氣室之間的距離，與同一汽缸的進氣門關(guān)閉與開啟間隔的時間較短相適應(yīng)，從而使發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)時得到較好的進氣增壓效果。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),三、增壓控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機進氣壓力的大小，控制增壓裝置的工作，以達到控制進氣壓力、提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的目的。根據(jù)增壓裝置使用的動力源不同，增壓裝置可分為廢氣渦輪增壓和動力增壓兩種類型。1.廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)的組成,1—

55、切換閥 2—驅(qū)動氣室 3—空氣冷卻器 4—空氣濾清器 5—ECU 6—釋壓電磁閥,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),三、增壓控制系統(tǒng)1.廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)的控制原理當(dāng)ECU檢測到進氣壓力在0.098MPa以下時，釋壓電磁閥關(guān)閉。渦輪增壓器出口引入的壓力空氣，廢氣進入渦輪室的通道打開，排氣旁通道口關(guān)閉，此時廢氣流經(jīng)渦輪室使增壓器工作。當(dāng)ECU檢測到的進氣壓力高于0.098MPa時，釋壓電磁閥打開，關(guān)閉進入渦輪室

56、的通道，同時排氣旁通道口打開，廢氣不經(jīng)渦輪室直接排出，增壓器停止工作。直到進氣壓力降至規(guī)定的壓力時，ECU又將釋壓閥關(guān)閉，切換閥又將進入渦輪室的通道口打開，廢氣渦輪增壓器又開始工作。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),四、故障自診斷系統(tǒng)1.功能：電控系統(tǒng)工作時，故障自診斷系統(tǒng)對電控系統(tǒng)各種輸入信號和輸出信號進行監(jiān)測，并運用程序進行推理、判斷，將結(jié)果迅速反饋到主控系統(tǒng)，改變控制狀態(tài)；此外，還根據(jù)自診斷結(jié)果控制故障指示燈工作。 2.工作

57、原理：系統(tǒng)正常工作時，微機輸入、輸出信號的電壓都在規(guī)定范圍內(nèi)變化。ECU內(nèi)設(shè)置了一個傳感器信號監(jiān)測軟件，用來判別輸入的信號有否異常。如果某一信號不在規(guī)定范圍內(nèi)或一段時間內(nèi)沒有發(fā)生應(yīng)該有的變化，微機就判斷該信號電路出現(xiàn)了故障，并設(shè)定一故障代碼存在微機的讀寫存儲器RAM中，同時點亮發(fā)動機故障指示燈。,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),五、失效保護系統(tǒng)1.功能：當(dāng)故障自診斷系統(tǒng)判定某傳感器或其電路出現(xiàn)故障（即失效）時，由故障自診斷系統(tǒng)啟動而

58、進入工作狀態(tài)，給ECU提供設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)信號來替代故障信號，以保持控制系統(tǒng)繼續(xù)工作，確保發(fā)動機仍能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。2.設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)信號：冷卻液溫度信號進氣溫度傳感器信號點火確認信號節(jié)氣門位置傳感器信號點火提前角凸輪軸位置傳感器信號空氣流量計信號,4.5 電控汽油機輔助控制系統(tǒng),六、應(yīng)急備用系統(tǒng) 1.功能：當(dāng)ECU內(nèi)的微處理器或少數(shù)重要的傳感器出現(xiàn)故障、車輛無法行駛時，該系統(tǒng)使ECU把燃油噴射和點火正時控制在設(shè)定的水平上，作為一種